安徽省稀有氣(qi)體分離(li)技術重(zhong)點實驗室開(kai)放課題(ti)
探究液氮溫(wen)區77K條(tiao)件下(xia)，新型吸(xi)附(fu)材料(liao)對(dui)氖氣的吸(xi)附(fu)/解(jie)吸(xi)行為(wei)；探究吸(xi)附(fu)材料(liao)對(dui)氦(hai)氣/氖氣的選擇性分(fen)離效果，剖(pou)析其吸(xi)附(fu)分(fen)離過程機理及(ji)構效關系。申報單位須為(wei)具(ju)有吸(xi)附(fu)劑(ji)機理分(fen)析研究能力的機構。
技術指(zhi)標：研究(jiu)一種高效(xiao)氖(nai)氣(qi)(qi)吸附(fu)(fu)材料的吸附(fu)(fu)分離(li)機理(li)，經過(guo)變溫吸附(fu)(fu)實現(xian)氦氖(nai)原料氣(qi)(qi)中的氖(nai)氣(qi)(qi)的分離(li)。項(xiang)目完成時，吸附(fu)(fu)材料具備較好的氦氣(qi)(qi)/氖(nai)氣(qi)(qi)選擇性分離(li)效(xiao)果，吸附(fu)(fu)材料在除氖(nai)設備上(shang)安全穩定運行，明(ming)確學術論文、發明(ming)專(zhuan)利、標準或(huo)軟(ruan)件(jian)著作權等知識(shi)產權數量。
開(kai)(kai)展(zhan)(zhan)液氫(qing)(qing)(qing)溫(wen)區(qu)大冷(leng)(leng)量高(gao)效GM制(zhi)冷(leng)(leng)機(ji)仿真與(yu)(yu)設計(ji)，突(tu)破新型高(gao)效低(di)溫(wen)蓄冷(leng)(leng)材料選型、膨脹機(ji)及壓縮機(ji)防爆型設計(ji)、氫(qing)(qing)(qing)液化氣(qi)缸及冷(leng)(leng)頭換熱器設計(ji)等(deng)，配(pei)合(he)開(kai)(kai)展(zhan)(zhan)制(zhi)冷(leng)(leng)機(ji)工程化樣(yang)機(ji)開(kai)(kai)發，形成具(ju)有自(zi)主知識產權、質量穩定可靠的部(bu)件產品，實現在氫(qing)(qing)(qing)液化、氫(qing)(qing)(qing)精餾等(deng)裝置中的應用(yong)。申報單(dan)位須為具(ju)有相關部(bu)件仿真與(yu)(yu)設計(ji)能(neng)力的機(ji)構。
技術指標(biao)：設計指標(biao)最低(di)溫度低(di)于(yu)(yu)14K，制冷量大于(yu)(yu)40W@20K，降溫至20K時間小于(yu)(yu)60分(fen)鐘(zhong)；壓縮機功耗(hao)≤8kW。平均故障間隔時間≥3000小時可(ke)靠性分(fen)析，至少應用(yong)于(yu)(yu)1類設備(bei)上驗(yan)證(zheng)。明確發明專(zhuan)利(li)、標(biao)準和軟件著作權等知識產權數量，具(ju)有自主知識產權。
高精度(du)快響應深(shen)低(di)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)作為核心基(ji)礎測控單(dan)元器(qi)(qi)件(jian)，在氣體分離與純化、氫能、航天、軍工、低(di)溫(wen)(wen)超導、量(liang)子通訊(xun)等(deng)高新技(ji)術領域(yu)具有重(zhong)要的應用(yong)。國內基(ji)于類半導體材質的深(shen)低(di)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)關鍵技(ji)術指標（分辨率、靈敏(min)度(du)、穩(wen)定性、復現(xian)性等(deng)）與進(jin)口器(qi)(qi)件(jian)水平相當，但器(qi)(qi)件(jian)封裝(zhuang)和工藝技(ji)術不足，導致(zhi)產品器(qi)(qi)件(jian)的篩選良品率低(di)、成(cheng)本(ben)高，給(gei)量(liang)產和應用(yong)推廣造成(cheng)困難。
技(ji)術(shu)指標：器(qi)件(jian)測(ce)溫(wen)(wen)穩定性(xing)優于±1mK@18K，溫(wen)(wen)循復(fu)現(xian)性(xing)優于±3mK@18K。測(ce)溫(wen)(wen)范圍：4.2K-325K。可(ke)采用器(qi)件(jian)裸片制備技(ji)術(shu)、金屬陶瓷復(fu)合封(feng)裝(zhuang)技(ji)術(shu)、高(gao)低(di)溫(wen)(wen)反復(fu)溫(wen)(wen)循沖擊測(ce)試技(ji)術(shu)，解(jie)決深低(di)溫(wen)(wen)測(ce)試中對(dui)傳(chuan)感器(qi)器(qi)件(jian)熱導率、熱膨脹系數相互匹配(pei)的要求，使器(qi)件(jian)達到機械強(qiang)度高(gao)、熱導性(xing)能(neng)穩定、器(qi)件(jian)可(ke)靠性(xing)高(gao)的優異性(xing)能(neng)，驗證深低(di)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度傳(chuan)感器(qi)的穩定性(xing)、一致性(xing)、復(fu)現(xian)性(xing)、可(ke)靠性(xing)。
針對天然(ran)氣(qi)(qi)提氦(hai)裝置(zhi)后端氦(hai)氣(qi)(qi)中氖含量較高，純度無法達到(dao)GB/T4844-2011高純氦(hai)指標要求，故研發設(she)計(ji)深冷脫氖裝置(zhi)，采用30K超低溫吸附設(she)計(ji)，能有(you)效脫出氦(hai)氣(qi)(qi)中的氖氣(qi)(qi)，采用雙塔結構設(she)計(ji)，可在(zai)天然(ran)氣(qi)(qi)提氦(hai)工(gong)藝流程中實現(xian)連續運行。
技術指標(biao)：設(she)計(ji)壓力3MPa，系(xi)統壓降小于500kPa；工(gong)作溫度(du)(du)＜35K；氖含量從1100ppm脫除(chu)到(dao)4ppm以下；產品氦氣(qi)(qi)純度(du)(du)達到(dao)99.999%，整套系(xi)統氦氣(qi)(qi)回收率需(xu)要達到(dao)98%以上；雙塔結構，年(nian)設(she)計(ji)不間斷工(gong)作時間＞8000小時。
針對(dui)大數據(ju)機(ji)房、鋰電池(chi)儲能、航(hang)空部件試(shi)驗(yan)(yan)、重點文物(wu)等高端場(chang)景(jing)的(de)(de)防(fang)滅火需(xu)求(qiu)，開(kai)展(zhan)液氮防(fang)滅火平(ping)臺建設(she)和實(shi)驗(yan)(yan)特性分(fen)析研(yan)究。研(yan)究液氮在特種防(fang)滅火時的(de)(de)惰(duo)化(hua)(hua)、降溫特性，對(dui)液氮惰(duo)化(hua)(hua)處理(li)前后的(de)(de)場(chang)景(jing)試(shi)樣進行(xing)了(le)相關實(shi)驗(yan)(yan)分(fen)析研(yan)究。通(tong)過構(gou)建封(feng)閉空間內(nei)液氮防(fang)滅火模擬(ni)場(chang)景(jing)與實(shi)驗(yan)(yan)，研(yan)究液氮噴灑(sa)在試(shi)驗(yan)(yan)樣件內(nei)釋放后濃(nong)度場(chang)和溫度場(chang)的(de)(de)分(fen)布及其降溫惰(duo)化(hua)(hua)的(de)(de)防(fang)滅火效果進行(xing)研(yan)究。
技術指標：平臺建設(she)的(de)液(ye)氮(dan)(dan)(dan)杜瓦容積100升；進行自產液(ye)氮(dan)(dan)(dan)和杜瓦容器的(de)液(ye)氮(dan)(dan)(dan)零蒸發實驗研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)；建立(li)液(ye)氮(dan)(dan)(dan)防滅火實驗分析(xi)平臺；開展(zhan)一定容積的(de)密(mi)閉空(kong)間的(de)液(ye)氮(dan)(dan)(dan)防滅火的(de)實驗研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，明確液(ye)氮(dan)(dan)(dan)噴灑壓力、流星(xing)、防滅火時間小于(yu)15秒等(deng)特(te)性研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)；形(xing)成研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)報(bao)告1份。
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